C0 (mg/l) pH Hiệu suất giải hấp (%)
100 1,0 84,33
100 2,0 60,66
100 3,0 43,96
100 4,0 19,41
Từ kết quả cho ta thấy rằng hiệu suất giải hấp phụ thuộc rõ rệt vào pH. Tại pH =5, vật liệu gần như không giải hấp. Hiệu suất giải hấp của vật liệu càng lớn khi giá trị pH càng nhỏ. Tại pH = 1, hiệu giải hấp của vật liệu đạt hơn 84%. Như vậy ta có thể thấy rằng vật liệu CNT/8-HQ có khả năng tái sinh tại pH=1 và có khả năng ứng dụng vào trong thực tiễn để xử lý các kim loại nặng ra khỏi nước.
KẾT LUẬN
Trên cơ sở các kết quả đã nghiên cứu trong khóa luận có thể rút ra một số kết luận sau:
1. Đã biến tính được ống nano cacbon với 8-hydroxyquinoline. Các phương pháp phân tích như phổ hồng ngoại (IR), phân tích nhiệt TGA và kính hiển vi điện tử quét (SEM) đã chứng minh sự thành cơng của q trình biến tính này.
2. Khả năng hấp phụ ion Pb2+ và Cu2+ trong dung dịch của vật liệu CNT/- 8HQ và CNT-a được khảo sát bởi các đại lượng như thời gian cân bằng hấp phụ, ảnh hưởng của pH và dung lượng hấp phụ cực đại.
- Quá trình hấp phụ Pb2+ đạt cân bằng sau 60 phút; quá trình hấp phụ Cu2+ đạt cân bằng sau khoảng 30 phút.
- Hiệu suất hấp phụ cực đại của CNT/8-HQ đạt gần 80% đối với ion Cu2+ và đạt gần 100% đối với ion Pb2+. Đối với vật liệu CNT-a, hiệu suất hấp phụ cả 2 ion kim loại đều đạt trên 70%.
- Khả năng hấp phụ kim loại nặng của vật liệu phụ thuộc và pH. Giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng nằm trong khoảng 6 – 7.
- Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu CNT/8-HQ đối với Cu2+ là 83 mg/g, đối với Pb2+ là 111 mg/g. Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu này lớn vật liệu CNT-a.
- Dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+ của CNT/8-HQ phụ thuộc vào nhiệt độ, cho thấy q trình hấp phụ của vật liệu có khả năng là một q trình hấp phụ hóa học, cũng có khả năng là một q trình hấp phụ vật lý.
3. Bước đầu nghiên cứu khả năng sử dụng vật liệu vào trong thực tiễn.
- Kết quả hấp phụ theo mơ hình động cho thấy 1g vật liệu có thể xử lý được khoảng 3200ml dung dịch chứa Pb2+ có nồng độ đầu vào 500 µg/l, nồng độ chì đầu ra đạt dưới 10 µg/l.
- Vật liệu hấp phụ chì có thể dễ dàng giải hấp, tái sinh bằng dung dịch HCl ở pH = 1,0 với hiệu suất giải hấp lớn hơn 80%.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Nguyễn Đình Bảng (2004), Giáo trình các phương pháp xử lý nước, nước thải,
Trường ĐHKHTN, ĐHQG HN.
2. Phùng Văn Bé, Lê Tự Hải (2011), “Nghiên cứu tách ion Pb2+ trong dung dịch
nước bằng vật liệu hấp phụ tanin chiết tách từ vỏ keo tai tượng”, Tạp chí Khoa
học và công nghệ Đại học Đà Nẵng, tập 42(số 01).
3. Nguyễn Xuân Chánh, Vũ Đình Cự (2004), Cơng nghệ nano điều khiển đến
từng phân tử, NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội.
4. PGS.TS. Trần Thị Đà( Chủ Biên)- GS.TS. Nguyễn Hữu Đĩnh (2007), Phức
chất - Phương pháp tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc, Nhà xuất bản khoa học
và kĩ thuật, tr. 156-162.
5. Nguyễn Ngọc Linh, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Lê Đức Trung (2007), “Sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên để xử lý kim loại nặng trong bùn thải công nghiệp”,
Tạp chí Phát triển KH&CN, tập 10 (số 01).
6. Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Thường (2008), “Nghiên cứu khả năng tách loại Pb2+ trong nước bằng nano sắt kim loại”, Tạp chí Khoa học
ĐHQGHN, Khoa học tự nhiên và Công nghệ, 24, tr. 305-309.
7. Nguyễn Mạnh Tường, Trần Sơn Hải, Hà Quốc Bảng, Trần Danh Tuấn (12- 2011), “Nghiên Cứu Tổng Hợp Ống Nano Cacbon Mỏng Đa Lớp Trên Xúc
Tác Co-Mo/MgO”, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, (số 145).
8. Nguyễn Mạnh Tường,… (4-2012) “Cơ sở dữ liệu cho Qúa Trình Tổng Hợp
Xúc Tác Để Điều Chế Ống Nano Cacbon Theo Phương Pháp Cháy Ướt”, Tạp
chí Nghiên cứu khoa học và cơng nghệ quân sự, (số 18).
9. Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học, Môi trường và Sức khỏe con người, NXB
10. Đỗ Thị Thủy (2012), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp trên cơ sở
CNT/Al2O3 ứng dụng trong xử lý nước”, đề tài khoa học công nghệ cấp viện
Hóa học Vật liệu – viện Khoa học và cơng nghệ quân sự.
Tài liệu tiếng Anh
11. A. Borrell, V.G. Rocha, R.Torecillas, A. Fernánder (2011), “Surface coating on carbon nanofibers with alumina precursor by different synthesis routes”,
Composites Science and Technology, pp 18-22.
12. A. Ozcan, O. Gok, A. Ozcan (2009), Adsorption of lead(II) ions onto 8-hydroxy quinoline- immobilized bentonite, J. Hazard. Mater, 161, pp.499–509.
13. B.Xing, K.Yang, L.Zhu (2006), “Pollution prevention and treatment using
nanotechnology”, Environ.Sci.Technol, 40, pp.18-55.
14. G Roy Chaudhury, PK Dash, VN Misra, K Srinivasa Rao, D Sarangi (2005), “Treatment of waste water containing Pb and Fe using ion-exchange
techniques”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 80, 892-
898.
15. H. Dierssen, W. Balzer (2001), Landing simplified synthesis of an 8-
hydroxyquinoline chelating resin and a study of trace metal profiles from Jellyfish Lake, Palau, Mar. Chem. 73, 173–192.
16. H. S. Nalwa. “Handbook of Nanostructure Materials and Nanotechnology,
Volume 5: Organics Polymers, and Biological Materials”, Copyright 2000 by
Academic Press.
17. J.Carletto, K. Roux, H. Maltez, E. Martendal, E. Carasek (2008), Use of 8- hydroxyquinoline-chitosan chelating resin in an automated on-line precon- centration system for determination of zinc(II) by FAAS, J. Hazard. Mater,. 157, 88–93.
18. K.B.Ashim, K.N Tarun, K.D. Sudip (2009), “Adsorption of Cd(II) and Pb(II)
from aqueous solution on activated alumina”. Colloid Interface Sci, 333, pp.
19. M.Atieh, Removal of chromium (VI) from polluted water using carbon nanotubes supported with activated carbon, Procedia Environ. Sci. 4 (2011) 281–293
20. M. Janik Czachor, J. Tasny (1992), “A SER investigation of Fe(bpy)3+
complex on silver”, Electrochimica Acta, 37(12), pp. 2347 – 2352.
21. M. Wilson et al (2002), “Nanotechnology-basic science and emerging
technologies”, CRC Press.
22. M.T Laumakis, P.J Martin, K. Owens, S. Pamucku (1995), “Proceeding of the
International Conference on Hazard Waste Management”, New York: ASCE,
, pp. 528-535
23. P.J.F. Haris (1990), “Carbon nanotubes and related structure – new materials
for the twenty-first century”, Cambridge, Cambridge University Press.
24. Poinern (2010),“Preparation, characterization and As(V) adsorption behavior
of CNT-ferrihydrite composite” International Journal of Engineering, Science
and Technology, pp. 13-24.
25. R.Q.Long, R.T.Yang (2001), “Carbon nanotubes as superior sorbent for
dioxin removal”, J.Am.Chem.Soc, 123, pp. 20-58.
26. Renata S. Amais, Juliana S.Ribeiro, Mariana G.Segatelli, InezV.P.Yoshida,
Pedro O.Luccas, Cesar R.T.Tarley (2007), “Aseessment of nanocomposite
alumina supported on multi-wall carbon nanotubes as sorbent for on-line nikel preconcentration in water samples”, Separation and Purification Technology
58, pp 122-128.
27. Ren-Jang Wu, Yu-Ching Huang, Ming-Ru Yu, Tzu Hsuan Lin and Shih-Lin
Hung (2008), “Application of m-CNTs/NaClO4/Ppy to a fast response, room
working temperature ethanol sensor”, Sensors and Actuators B: Chemical,
134, pp. 213-218.
28. S. Iijima (2002). Phiscal B 323, pp. 1-5.
29. Samia A. Kosa, Ghalia Al-Zhrani, Mohamed Abdel Salam (2012) “Removal
of heavy metals from aqueous solutions by multi-walled carbon nanotubes modified with 8-hydroxyquinoline” Chemical Engineering Journal, pp159-168.
30. Seung Mi Lee, Ki Soo Park, Young Chul Choi, Young Soo Park, Jin Moon Bok, Dong Jae Bae, Kee Suk Nahm, Yong Gak Choi, Soo Chang Yu, Nam-
gyun Kim, Thomas Frauenheim, Young Hee Lee (2000), “Hydrogen
adsorption and storage in carbon nanotubes”, Synthetic Metals, 113, pp. 209–
216.
31. Seung Woo Lee, Naoaki Yabuuchi, Betar M. Gallant, Shuo Chen, Byeong-Su
Kim,Paula T. Hammond, Yang Shao-Horn ( 2010), “High-power lithium
batteries from functionalized carbon-nanotube electrodes”, Nature
Nanotechnology , 5, pp.531-537.
32. Shu Guang Wang (2007), “Removal of lead (II) from aqueous solution by
adsorption onto manganese oxide coated carbon nanotubes”, Separation and
Purification Technology, 58, pp. 17-23.
33. Somayeh Tajik, Mohammad Ali Taher (2011), “A new sorbent of modified
MWCNTs for column preconcentration of ultra trace amounts of zinc in biologiacl and water samples”, Desalination, pp 1-8.
34. T. Milja, K. Prathish, T. Rao, Synthesis of surface imprinted nanospheres for selective removal of uranium from simulants of Sambhar Salt Lake and ground water, J. Hazard. Mater. 188 (2011) 384–390
35. V.K. Gupta, D. Mohan, S. Sharma S, K. Srivastava (1997), “Design
parameters for fixed bed reactors of activated carbon developed from fertilizer waste for the removal of some heavy metal ions”, 17, pp. 517-522.
36. V.K.Gupta, M. Gupta, S. Sarma (2011), “Process development for the
removal of lead and chromium from aqueous solutions using red mud-an aluminium industry waste”, Water Res, 35, pp. 1125-1134.
37. X.L.Wang, B.S.Xing, K.Yang, L.Z.Zhu (2006), “Competitive sorption of
pyrene, phenanthrene, and naphthalene on multiwalled carbon nano tubes”,
Environ.Sci.Technol, 40, pp. 58-04.
38. Y. Jei-Won, S. Rengaraj, K. Won-ho, K. Younghun (2007), “Application of
mg-mesoporous alumina prepared by using magnesium stearate as a template for the removal of nickel: kinetics, isotherm and error analysis”,
39. Yan Hui Lia, Zechao Di, Jun Ding, Dehai Wu,Zhaokun Luan, Yanqiu Zhu
(2005), “Adsorption thermodynamic, kinetic and desorption studies of Pb2+
on carbon nanotubes”, Water Research 39, pp. 605–609.
40. Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu (2010), “Reduction and
adsorption of Pb2+ in a queous solution by nano-zero-valent-A SEM, TEM
and XPS study”, Material Research Bullentin 45, pp 1361-1367.
41. Y. Li, F.Liu, B.Xia, Q.Du, P.Zhang, D.Wang, Z.Wang, Y.Xia (2010), Removal of copper from aqueous solution by carbon nanotube/calcium alginate composites, J.Hazard. Mater, 177, pp.876–880.